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基于二极管激光消光光谱的高温气体与颗粒物同时探测研究

张铭珂 高振威 高光珍 江宇豪 蔡廷栋

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基于二极管激光消光光谱的高温气体与颗粒物同时探测研究

张铭珂, 高振威, 高光珍, 江宇豪, 蔡廷栋

Simultaneous detection of particle and C2H2 at high temperature using tunable diode laser extinction spectroscopy

Zhang Ming-Ke, Gao Zhen-Wei, Gao Guang-Zhen, Jiang Yu-Hao, Cai Ting-Dong
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出版历程

基于二极管激光消光光谱的高温气体与颗粒物同时探测研究

  • 江苏师范大学物理与电子工程学院, 徐州 221116

摘要: 化石燃料燃烧过程中产生的碳烟颗粒物是大气细粒子(PM2.5)的主要来源,其大量产生也是影响燃烧效率的重要因素;乙炔(C2H2)作为碳烟生成的重要前驱体,在碳烟生成过程中起到关键作用;因此,发展能够同时对碳烟颗粒物及C2H2浓度进行在线测量的方法,对于碳烟生成机理的研究具有重要意义.本文选择中心波长1540 nm的可调谐二极管激光器作为光源,利用多通吸收方式搭建探测系统,在自行设计的气固两相高温静态池中使用C2H2-N2混合气体载带石英砂颗粒模拟颗粒物环境,通过获取6490.02 cm-1处C2H2目标谱线附近的一段消光光谱信号,并从中分别提取出与颗粒物有关的消光信号和与C2H2有关的吸收信号,从而实现了对颗粒物质量浓度和气体体积浓度的同时测量.测量结果表明,在500-1000 K温度范围内颗粒物质量浓度和气体体积浓度的测量值与参考值之间的平均偏差分别为2.73%和5.17%,说明了本技术对于气体与颗粒物同时测量的良好性能.

English Abstract

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